大气污染防治技术在环保工程中的应用与优化探讨

引言：

由于空气的污染形式具有传输的广泛性、污染成分的多样性，以及跨区传输的影响性等特点，必须运用综合考量的解决方式，同时考虑到技术手段的应用的实用性与成本效益的经济性，以及由此产生的生态效果。单一技术的手段无法解决复合型的污染治理问题，比如燃煤电厂需要同时实现硫脱除、 NO_x 脱除以及PM脱除；钢铁产业超低排放的升级改造也同样需要协同运行布袋除尘器和低温脱硝技术。加之新型污染物如VOC和氨漏损控制，对既有技术提出了更高挑战，促使技术更加高效化、节能减排化、智能化。

一、大气污染防治技术的分类与特点

大气污染防治技术是环保工程的基础，也是环保工程中技术体系比较复杂的一项，主要包含 5 种，每种大气污染防治技术都有其适应的场合、作用效果以及成本。

其一，颗粒物控制技术，包括电除尘、袋式除尘、湿式除尘。电除尘是利用电晕放电的方法来去除大气中的灰尘颗粒，适合于含有大颗粒粉尘比较多的废气，去除率达 99% 以上，但对于 2.5μm 及以下的微小颗粒无法收集到；布袋除尘则是利用纤维作为滤布，滤布对直径为 0.1～10μm 的微小颗粒具有非常好的收集效果，且能耐高温湿热环境，不过需要定期更换滤布；湿法除尘的原理为利用水滴对颗粒的撞击吸收而净化颗粒，此方法还能一并去除硫化物等其他污染物，但对产生的废水治理费用比较高，而且有腐蚀设备的隐患[1]。

其二，脱硫技术分湿法和干法。湿法是采用石灰石－石膏法，脱硫率可达 95% ，但投资高，系统复杂；而干法是采用喷雾干燥法，投资低 30%～ 40% ，脱硫率达 70%～80% ，适合于中小型锅炉改造。

其三，脱硝技术主要解决催化还原反应。运用氨气作为还原剂的SCR技术可以达到 90% 以上的 NO_x 去除率，对反应温度要求严格。而采用尿素/氨水的SNCR技术并未采用催化剂，反应温度小，能达到 30%～50% 。更多用于旧设备的改装使用[2]。最后，在 180～220^∘C 的低温烟气的脱硝问题。我们采用特殊的催化剂使 NO_x 脱除率达到高效率，解决了钢铁和水泥等行业的问题。

其四，VOC治理技术包含吸附法、催化燃烧法及生物降解法。其中吸附法利用多孔材料吸附法适用于浓度和风量均较低的废气，但是存在吸附物需要经常再生的问题；催化燃烧法能够有效地将VOC氧化处理，但是需要在 300^∘C 以上温度条件下进行催化氧化，因而对于中等或者较高浓度的废气比较合适；生物降解法即通过微生物代谢途径降解该类物质，这是处理低浓度且可生物降解类废气的首选方案，这种方案的运行成本低廉，不会产生二次污染，但需要受其使用环境条件影响，其中受其运行温度、湿度影响较大。

其五，复合污染控制技术以联合型脱硫脱硝除尘一体化系统应用最多，脱硫脱硝除尘多反应器串联，可实现多污染物协同控制去除。如某火电厂采用“湿法脱硫+SCR脱硝 + 湿式电除尘”方式，可以降低排放浓度提升，相较独立运行，投资减少 15% ，能耗少 20% 。

二、大气污染防治技术在环保工程中的应用与优化策略

（一）工业排放治理，技术集成与能效提升

在工业排放治理领域，以电厂脱硫废水处理为例，比如对火电脱硫项目超低排放升级改造，即“烟气脱硫 + 脱硝 + 静电除尘器 ^:+ 脱酸电除尘器”等超低排放技术的有效组合，实现 SO₂ 、 NO_x 和粉尘等重点污染物控制在35mg/m³ 、 50mg/m³ 和 10mg/m³ 以下。就上述脱硫项目需要进行技术优化，首先研发宽温带（ 180～420^∘C ）高效SCR催化剂，提高脱硝率，降低能耗，增加经济效益；其次研发热回收技术，应用烟气余热烘干脱硝反应器，提高热回收效率，降低运行成本，实现经济效益与环境效益双赢；最后研发智能化控制技术，应用人工智能模型精确调节，及时调整喷氨量，避免NH3逃逸，使 NH₃<3ppm 。

针对高炉炼铁炼钢行业减低的深度改造，具体的科技手段就是“袋式除尘器+SCR低氮”，在保证稳定可靠运行方面，袋式除尘器耐高温材料要达到 200^∘C 以上的耐高温及抗腐蚀性；针对耐硫失活的SCR脱氮催化剂要提升其耐硫性能，保证各种运行条件下的高效脱硫能力。

（二）交通运输排放治理，清洁能源与智能交通

在车辆排放方面的措施同样具有3 个实施方向，旨在做到全面化减排。首先需要积极建设新能源汽车和拓宽其使用范围。据计算我国2025 年新能源汽车保有量将突破5000 万辆，而这种发展需要坚实的建设基础；为达到该目标需要修建大量的充电桩，预计需要配建数量达1200 万个，以满足日益增长的需求。其次，由于续航焦虑影响新能源汽车发展，因此加快开发固态电池，攻克提升能量密度至 400Wh/kg. 。再次，提升并优化车用油品是实现运输部门低排放的重要措施之一。要积极推广使用符合国六标准的油品，且油品硫分含量不高于 10ppm ，可以显著降低颗粒物生成的几率，从而对改善环境空气质量有正面效果。最后，基于智能化交通管控的创新运用为我们找到解决问题的另外一种思路。基于数据科学技术对红绿灯时长进行精准设定，可以使车辆在交叉口的等待时间进一步缩短，从而降低车辆排放量。如北京“绿波带”优化实施后，城市主路的平均运行速度提升15% ，与此同时与之伴随的是NOx排放量减少 8% 这一巨大环保成果。

（三）城市生活污染治理，源头替代与过程监管

在城市环境污染的处理过程中我们也使用了对城市环境污染形成过程进行全方位控制的对策。首先使用清洁能源代替煤炭等化石能源是最佳的方法，大力推广使用燃气加热设施和用电加热设施，尤其是采用燃气加热，污染程度降低在一半以上，还有非常明显的环境保护效益，而用电力加热可以做到排放无污染，从根本上防治了燃烧煤炭而造成的污染，这一系列的用能替代措施可以大大提高城市环境质量。

其次，做好对垃圾排放和焚烧过程的监督和管控工作。明确规定焚烧垃圾的电厂要使用“SNCR+半干法脱酸 + 活性炭吸附 + 布袋除尘”的处理方法，以确保二噁英的排放不超过每立方米 0.1ng-TEQ，最大限度地减少有毒物的产生。此外，还要把城市的餐厨油烟的处理工作作为重要的工作内容。强制要求饭馆要使用高性能电分离油烟净化器（大于 85% ），搭建起全面的线上监测平台，传送排污信息，以保证餐饮油烟排放能得到监控，进而提升城市环境质量。

结束语

总而言之，我国环保工程伴随着持续的技术更新与发展，在改善大气环境及保护生态环境方面取得了良好的成效，不论是治理企业废气处理和交通车辆出行时排放的废气，或是城市居民生活废料处理等方面，均已实行了一批行之有效且针对性强的措施，不仅能在一定程度上降低废气和废物释放量，也为我们国家坚持绿色可持续发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]邵骥. 大气污染防治中环境监测治理技术的应用研究 [J]. 黑龙江环境通报, 2023, 36 (04): 54-56.

[2]唐佳丽. 生态环保理念下大气污染防治提升技术分析 [J]. 黑龙江环境通报, 2023, 36 (09): 163-165.